CN112180509B - 一种光纤涂覆层自动批量热剥装置 - Google Patents

一种光纤涂覆层自动批量热剥装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，属于热剥装置技术领域。本发明包括支撑框架、控制系统、主控制单元、运动位移单元、安装面板、工装夹具、浸液单元、加热单元；本发明通过控制系统进行参数设置和对主控制单元的自动控制，结合上述机械装置配合，能自动、快速、批量的进行光纤涂覆层剥除，剥除长度具有良好的一致性，不会对光纤造成物理损伤，从而确保光纤的高机械强度和用酸的安全性。本发明能够有效解决光纤涂覆层剥除的快速、批量问题，避免酸剥中用酸安全性问题，尤其能够避免单个逐一酸剥造成的人力物力和时间的浪费。本发明应用于光纤涂覆层剥除工作中，为光纤的批量、快速酸剥提供有效的技术手段和方法。

Description

一种光纤涂覆层自动批量热剥装置
技术领域
本发明涉及一种可以自动批量进行光纤涂覆层批量热剥装置，属于热剥装置技术领域。
背景技术
现有的光纤涂覆层剥除方法主要是机械式、化学浸泡酸洗及热剥除方式。机械式剥除主要是采用剥线钳或者刀片等切刮剥除，这种剥除方式容易对光纤石英表面造成严重的刮伤或者划痕，影响光纤的机械强度和使用寿命。并且这种机械式酸剥无法精确控制酸剥长度，通常一致性较差。因此在去除光纤涂覆层时通常采用化学浸泡酸洗及热剥除的方法，目前最普遍的是使用浓硫酸并对其加热的方式，这种方式综合了化学浸泡酸洗和热剥除的双重优点，这样做的优点是操作方法简单，能够快速、干净地去除光纤表面涂覆层，不会对光纤造成物理损伤，从而确保光纤的高机械强度。而目前采取的手段通常是采用简易的夹具，人为单支进行操作。这样的手段降低了热剥速度，且操作过程涉及加热的浓硫酸，安全性不高。因此需要设计一种可以批量进行光纤涂覆层剥除的装置，能自动、快速、批量的进行光纤涂覆层剥除，剥除长度具有良好的一致性，并且确保光纤的高机械强度和用酸的安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，能够解决光纤涂覆层剥除速度和一致性问题，能够实现自动、高效、提高生产效率的目的，并且确保光纤的高机械强度和用酸的安全性。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，包括支撑框架、控制系统、主控制单元、运动位移单元、安装面板、工装夹具、浸液单元、加热单元。
所述的支撑框架的主要功能是支撑和安装整个控制装置。
所述的控制系统主要功能是参数设置和对主控制单元的自动控制，实现酸剥的自动化。
所述的主控制单元的主要功能是控制运动位移单元进行相应运动，进而控制光纤浸入酸液的长度和时间。
所述的运动位移单元的主要功能是在主控制单元的控制下进行相应运动，并带动安装面板和安装面板上的工装夹具运动，进而控制光纤浸入酸液的长度和时间。
主控制单元与运动位移单元通过齿轮和皮带进行连接。
所述的安装面板的主要功能是连接运动位移单元和工装夹具，并进行工装夹具的安装。
所述的工装夹具的主要功能是批量夹持光纤光栅，并保证光纤光栅夹持长度、角度、距离的一致性。
所述的浸液单元的主要功能是盛放酸液，用于光纤涂覆层的酸剥。
所述的加热单元的主要功能是用于对酸液进行加热，提高酸液温度，进而加快酸剥速度。
支撑框架对整个装置起支撑和安装固定的作用；控制系统主要是实现参数设置，对主控制单元的控制，并实现酸剥的自动化。主控制单元主要由伺服电机、减速器、联轴器组成，伺服电机、减速器、联轴器依次连接。运动位移单元主要由丝杠、齿轮、安装座组成。主控制单元和运动位移单元通过皮带连接。伺服电机作为运动控制核心，通过控制系统进行参数设置和控制，通过减速器减速后，传动给联轴器，联轴器带动齿轮和皮带运动，进而带动丝杠纵向运动，控制光纤浸入酸液的长度和时间。安装面板通过安装座与丝杠连接，用于连接和安装工装夹具。工装夹具通过螺钉和旋转销安装于安装面板上，工装夹具由两片夹板框组成，中间有螺钉连接，实现两片夹板框的自由的弯折。螺钉两边的夹板框上固定有挠性板，两块挠性板上开有很多一一对称的小槽，光纤两端固定在橡胶板上的小槽中，通过夹板框中间的螺钉和两端固定的旋转销调整光纤夹持的角度，进而控制光纤浸入酸液的长度。通过对酸剥高度和酸剥长度的控制，准确的进行固定尺寸的光纤酸剥；浸酸单元由容器和酸液组成，容器用于盛放酸液。
作为优选，加热装置置于浸酸单元下方，对酸液进行加热，起到提高酸剥速度的作用。
本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置的工作方法为：
步骤一：通过控制系统进行参数设置，所述参数包括酸剥高度、酸剥时间。
步骤二：通过主控制单元控制伺服电机旋转，通过减速器减速后连接联轴器带动齿轮和皮带运动，进而带动运动位移单元的丝杠纵向运动，运动到预定高度停止，所述预定高度需保证工装夹具的夹板框上安装光纤后不会直接触及酸液，距离酸液液面一段距离。
步骤三：将工装夹具的夹板框取下，展开铺平，将光纤轻轻拉直，将需要酸剥位置的两端对称夹持在夹板框上面的橡胶板小槽内，确保需要酸剥的位置处于夹持两端的中央。工装夹具具备同时夹持多根光纤功能，夹板框展开拉直光纤夹持，进而确保一批光纤的夹持一致性。
步骤四：将工装夹具安装到安装面板上，并调整固定夹板框角度，以控制酸剥长度。
步骤五：取浸酸单元中的容器注入一定量的酸液后，放置于夹板框夹持的光纤正下方。
步骤六：通过加热单元的加热装置对酸液进行加热，加热到需要的温度后，恒温预定时间后，待温度稳定后，再通过控制伺服电机旋转，进而带动运动位移单元的丝杠和安装面板向下运动，运动至光纤要酸剥的部分浸入酸液，停止运动。
步骤七：开始计时，达到指定热剥时间后计时结束。同时通过控制主控制单元的伺服电机旋转，进而带动运动位移单元的丝杠和安装面板向上运动，抬起到安装工装夹具时的高度。
步骤八：取下工装夹具，并展开取下剥除好涂覆层的光纤。
步骤九：关闭加热单元的加热装置，热剥结束。
有益效果：
1、本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，通过控制系统进行参数设置和对主控制单元的自动控制，结合支撑框架、运动位移单元、安装面板、工装夹具、浸液单元、加热单元的机械装置配合，操作方法简单，能自动、快速、批量的进行光纤涂覆层剥除，实现酸剥的自动化。
2、本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，将工装夹具的夹板框取下，展开铺平，将光纤轻轻拉直，将需要酸剥位置的两端对称夹持在夹板框上面的橡胶板小槽内，确保需要酸剥的位置处于夹持两端的中央；工装夹具具备同时夹持多根光纤功能，夹板框展开拉直光纤夹持，进而确保一批光纤的夹持一致性。本发明能够有效的解决光纤涂覆层剥除的快速、批量问题，尤其避免单个逐一酸剥造成的人力物力和时间的浪费。
3、本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，加热装置置于浸酸单元下方，通过主控制单元控制伺服电机旋转，通过减速器减速后连接联轴器带动齿轮和皮带运动，进而带动运动位移单元的丝杠纵向运动，运动到预定高度停止，所述预定高度需保证工装夹具的夹板框上安装光纤后不会直接触及酸液，距离酸液液面一段距离。此过程完全通过控制系统进行不需要人为的进行调整和接触，避免了人与酸液的接触，提高了用酸的安全性。
4、本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，加热装置置于浸酸单元下方，对酸液进行加热，起到提高酸剥速度的作用。
附图说明
图1为本发明一种光纤涂覆层自动批量热剥装置的结构框图。
图2为本发明一种光纤涂覆层自动批量热剥装置的实施例机械图。
其中，1—支撑框架、2—上安装板、3-连接杆套筒A、4—连接杆A、5—丝杠、6—齿轮A、7—连接杆B、8-连接杆套筒B、9—皮带、10—齿轮B、11—联轴器、12-减速器、13—电机安装架、14—伺服电机、15—下安装板、16—连接杆安装座A、17—连接杆安装座B、18—丝杠安装座、19—销轴A、20—旋转销A、21—酸液、22—橡胶板A、23—橡胶板B、24—夹板框、25—销轴B、26—旋转销B、27—光纤、28-容器、29-加热装置。
具体实施方式
为了更好的说明本发明一种光纤涂覆层自动批量热剥装置的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
如图2所示，本实施例公开一种光纤涂覆层批量热剥装置，包括支撑框架1、上安装板2、连接杆套筒A3、连接杆A4、丝杠5、齿轮A6、连接杆B7、连接杆套筒B8、皮带9、齿轮B10、联轴器11、减速器12、电机安装架13、伺服电机14、下安装板15、连接杆安装座A16、连接杆安装座B17、丝杠安装座18、销轴A19、旋转销A20、酸液21、橡胶板A22、橡胶板B23、夹板框24、销轴B25、旋转销B26、光纤27、容器28、加热装置29。
所述的支撑框架1的主要功能是支撑整个控制装置。
所述的上安装板2和下安装板15的主要功能是安装固定丝杠5、连接杆A4、连接杆B7和夹板框24等。
所述的连接杆套筒A3、连接杆套筒B8的主要功能是连接连接杆A4、连接杆B7和上安装板2；所述的连接杆套筒A3具有摩擦阻力，替控制运动的丝杠5起到承担一部分向下的力作用。
所述的连接杆A4、连接杆B7的主要功能是配合丝杠运动，带动下安装板15和其上面安装的夹板框24运动。
所述的丝杠5的主要功能是控制下安装板15和其上面安装的夹板框24运动，进而对光纤浸入酸液21的热剥位置高度进行控制。
所述的齿轮A6、齿轮B10以及皮带9的主要功能是运动的传动。
所述的电机安装架13的主要功能是安装固定伺服电机14。
所述的伺服电机14的主要作用是运动控制。
所述的减速器12的主要功能是用来为电机减速，作为优选，减速器12的减速比是50:1。
所述的联轴器11的主要功能是连接减速器12与旋转齿轮B10，防止减速器12承受过大的载荷，起到保护作用。
所述的连接杆安装座A16、连接杆安装座B17、丝杠安装座18的主要功能是用于连接杆A4、连接杆B7以及丝杠5与下安装板15的连接。
所述的销轴A19、旋转销A20、销轴B25、旋转销B26的主要功能是固定夹板框24以及调整夹板框24加持光纤27的角度，进而控制光纤27的热剥长度。
所述的夹板框和橡胶板A22、橡胶板B23的主要功能是用于安装固定光纤27。
所述的容器28的主要功能是盛放酸液21。
所述的酸液21的主要功能是腐蚀剥除光纤27涂覆层。
所述的加热装置29的主要功能是对酸液21进行加热，提高酸液温度，进而加快酸剥速度。
支撑框架1对整个装置起支撑作用；上安装板2通过螺钉固定在框架1上边沿，连接杆A4和连接杆B7一端通过连接杆套筒A3和连接杆套筒B8穿过上安装板2，它们有一定的摩擦力，替控制运动的丝杠5起到承担一部分向下的力作用，运动的时候随丝杠5一起向上运动，另一端通过连接杆安装座16/17与下安装板15连接；丝杠5一端穿过上安装板2与齿轮A6连接，配合齿轮A6运动，另一端通过丝杠安装座18安装在下安装板15上；伺服电机14通过减速器12减速后依次连接联轴器11和齿轮B10，伺服电机14作为运动控制核心，控制齿轮B10运动；齿轮B10通过皮带7与齿轮A6连接，其运动通过皮带7传导给齿轮A6，进而带动丝杠5上下运动；由于丝杠5另一端固定连接下安装板15，因此丝杠5的运动就会带动下安装板15及其下安装板15上安装的附件一起上下运动，实现酸剥浸酸高度的控制；夹板框24通过销轴A19、销轴B25和旋转销A20、旋转销B26安装于下安装板15上，夹板框24中间有螺钉连接，能够自由的弯折，螺钉两边的夹板框上固定有橡胶板23，两块橡胶板23上开有很多一一对称的小槽，光纤27两端固定在橡胶板23上的小槽中，在通过夹板框24中间的螺钉和两端固定的旋转销20、26，通过旋转销20、26调整光纤27夹持的角度，进而控制光纤27浸入酸液21的长度。通过对酸剥高度和酸剥长度的控制，准确的进行固定尺寸的光纤27酸剥；容器用于盛放酸液21，加热装置29置于容器28底端，对酸液21加热，起到提高酸剥速度的作用。
如图2所示，本发明公开的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置的工作方法为：
步骤一：通过控制系统进行参数设置，所述参数包括酸剥高度、酸剥时间。
步骤二：通过主控制单元控制伺服电机旋转，通过减速器减速后连接联轴器带动齿轮和皮带运动，进而带动运动位移单元的丝杠纵向运动，运动到预定高度停止，所述预定高度需保证工装夹具的夹板框上安装光纤后不会直接触及酸液，距离酸液液面一段距离。
步骤三：将工装夹具的夹板框取下，展开铺平，将光纤轻轻拉直，将需要酸剥位置的两端对称夹持在夹板框上面的橡胶板小槽内，确保需要酸剥的位置处于夹持两端的中央。工装夹具具备同时夹持多根光纤功能，夹板框展开拉直光纤夹持，进而确保一批光纤的夹持一致性。
步骤四：将工装夹具安装到安装面板上，并调整固定夹板框角度，以控制酸剥长度。
步骤五：取浸酸单元中的容器注入一定量的酸液后，放置于夹板框夹持的光纤正下方。
步骤六：通过加热单元的加热装置对酸液进行加热，加热到需要的温度后，恒温预定时间后，待温度稳定后，再通过控制伺服电机旋转，进而带动运动位移单元的丝杠和安装面板向下运动，运动至光纤要酸剥的部分浸入酸液，停止运动。
步骤七：开始计时，达到指定热剥时间后计时结束。同时通过控制主控制单元的伺服电机旋转，进而带动运动位移单元的丝杠和安装面板向上运动，抬起到安装工装夹具时的高度。
步骤八：取下工装夹具，并展开取下剥除好涂覆层的光纤。
步骤九：关闭加热单元的加热装置，热剥结束。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，其特征在于：包括支撑框架、控制系统、主控制单元、运动位移单元、安装面板、工装夹具、浸液单元；
所述的支撑框架的功能是支撑和安装整个控制装置；
所述的控制系统功能是参数设置和对主控制单元的自动控制，实现酸剥的自动化；
所述的主控制单元的功能是控制运动位移单元进行相应运动，进而控制光纤浸入酸液的长度和时间；
所述的运动位移单元的功能是在主控制单元的控制下进行相应运动，并带动安装面板和安装面板上的工装夹具运动，进而控制光纤浸入酸液的长度和时间；
主控制单元与运动位移单元通过齿轮和皮带进行连接；
所述的安装面板的功能是连接运动位移单元和工装夹具，并进行工装夹具的安装；
所述的工装夹具的功能是批量夹持光纤光栅，并保证光纤光栅夹持长度、角度、距离的一致性；
所述的浸液单元的功能是盛放酸液，用于光纤涂覆层的酸剥；
支撑框架对整个装置起支撑和安装固定的作用；控制系统是实现参数设置，对主控制单元的控制，并实现酸剥的自动化；主控制单元由伺服电机、减速器、联轴器组成，伺服电机、减速器、联轴器依次连接；运动位移单元由丝杠、齿轮、安装座组成；主控制单元和运动位移单元通过皮带连接；伺服电机作为运动控制核心，通过控制系统进行参数设置和控制，通过减速器减速后，传动给联轴器，联轴器带动齿轮和皮带运动，进而带动丝杠纵向运动，控制光纤浸入酸液的长度和时间；安装面板通过安装座与丝杠连接，用于连接和安装工装夹具；工装夹具通过螺钉和旋转销安装于安装面板上，工装夹具由两片夹板框组成，中间有螺钉连接，实现两片夹板框的自由的弯折；螺钉两边的夹板框上固定有橡胶板，两块橡胶板上开有很多一一对称的小槽，光纤两端固定在橡胶板上的小槽中，通过夹板框中间的螺钉和两端固定的旋转销调整光纤夹持的角度，进而控制光纤浸入酸液的长度；通过对酸剥高度和酸剥长度的控制，准确的进行固定尺寸的光纤酸剥；浸酸单元由容器和酸液组成，容器用于盛放酸液。
2.如权利要求1所述的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，其特征在于：还包括加热单元，加热装置置于浸酸单元下方；所述的加热单元的功能是用于对酸液进行加热，提高酸液温度，进而加快酸剥速度。
3.如权利要求2所述的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，其特征在于：工作方法为，
步骤一：通过控制系统进行参数设置，所述参数包括酸剥高度、酸剥时间；
步骤二：通过主控制单元控制伺服电机旋转，通过减速器减速后连接联轴器带动齿轮和皮带运动，进而带动运动位移单元的丝杠纵向运动，运动到预定高度停止，所述预定高度需保证工装夹具的夹板框上安装光纤后不会直接触及酸液，距离酸液液面一段距离；
步骤三：将工装夹具的夹板框取下，展开铺平，将光纤轻轻拉直，将需要酸剥位置的两端对称夹持在夹板框上面的橡胶板小槽内，确保需要酸剥的位置处于夹持两端的中央；工装夹具具备同时夹持多根光纤功能，夹板框展开拉直光纤夹持，进而确保一批光纤的夹持一致性；
步骤四：将工装夹具安装到安装面板上，并调整固定夹板框角度，以控制酸剥长度；
步骤五：取浸酸单元中的容器注入一定量的酸液后，放置于夹板框夹持的光纤正下方；
步骤六：通过加热单元的加热装置对酸液进行加热，加热到需要的温度后，恒温预定时间后，待温度稳定后，再通过控制伺服电机旋转，进而带动运动位移单元的丝杠和安装面板向下运动，运动至光纤要酸剥的部分浸入酸液，停止运动；
步骤七：开始计时，达到指定热剥时间后计时结束；同时通过控制主控制单元的伺服电机旋转，进而带动运动位移单元的丝杠和安装面板向上运动，抬起到安装工装夹具时的高度；
步骤八：取下工装夹具，并展开取下剥除好涂覆层的光纤；
步骤九：关闭加热单元的加热装置，热剥结束。
4.如权利要求2所述的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，其特征在于：包括支撑框架(1)、上安装板(2)、连接杆套筒A(3)、连接杆A(4)、丝杠(5)、齿轮A(6)、连接杆B(7)、连接杆套筒B(8)、皮带(9)、齿轮B(10)、联轴器(11)、减速器(12)、电机安装架(13)、伺服电机(14)、下安装板(15)、连接杆安装座A(16)、连接杆安装座B(17)、丝杠安装座(18)、销轴A(19)、旋转销A(20)、酸液(21)、橡胶板A(22)、橡胶板B(23)、夹板框(24)、销轴B(25)、旋转销B(26)、光纤(27)、容器(28)、加热装置(29)；
所述的支撑框架(1)的功能是支撑整个控制装置；
所述的上安装板(2)和下安装板(15)的功能是安装固定丝杠(5)、连接杆A(4)、连接杆B(7)和夹板框(24)；
所述的连接杆套筒A(3)、连接杆套筒B(8)的功能是连接连接杆A(4)、连接杆B(7)和上安装板(2)；所述的连接杆套筒A(3)具有摩擦阻力，替控制运动的丝杠(5)起到承担一部分向下的力作用；
所述的连接杆A(4)、连接杆B(7)的功能是配合丝杠运动，带动下安装板(15)和其上面安装的夹板框(24)运动；
所述的丝杠(5)的功能是控制下安装板(15)和其上面安装的夹板框(24)运动，进而对光纤浸入酸液(21)的热剥位置高度进行控制；
所述的齿轮A(6)、齿轮B(10)以及皮带(9)的功能是运动的传动；
所述的电机安装架(13)的功能是安装固定伺服电机(14)；
所述的伺服电机(14)的作用是运动控制；
所述的减速器(12)的功能是用来为电机减速；
所述的联轴器(11)的功能是连接减速器(12)与旋转齿轮B(10)，防止减速器(12)承受过大的载荷，起到保护作用；
所述的连接杆安装座A(16)、连接杆安装座B(17)、丝杠安装座(18)的功能是用于连接杆A(4)、连接杆B(7)以及丝杠(5)与下安装板(15)的连接；
所述的销轴A(19)、旋转销A(20)、销轴B(25)、旋转销B(26)的功能是固定夹板框(24)以及调整夹板框(24)加持光纤(27)的角度，进而控制光纤(27)的热剥长度；
所述的夹板框和橡胶板A(22)、橡胶板B(23)的功能是用于安装固定光纤(27)；
所述的容器(28)的功能是盛放酸液(21)；
所述的酸液(21)的功能是腐蚀剥除光纤(27)涂覆层；
所述的加热装置(29)的功能是对酸液(21)进行加热，提高酸液温度，进而加快酸剥速度；
支撑框架(1)对整个装置起支撑作用；上安装板(2)通过螺钉固定在支撑框架(1)上边沿，连接杆A(4)和连接杆B(7)一端通过连接杆套筒A(3)和连接杆套筒B(8)穿过上安装板(2)，它们有一定的摩擦力，替控制运动的丝杠(5)起到承担一部分向下的力作用，运动的时候随丝杠(5)一起向上运动，另一端通过连接杆安装座A(16)、连接杆安装座B(17)与下安装板(15)连接；丝杠(5)一端穿过上安装板(2)与齿轮A(6)连接，配合齿轮A(6)运动，另一端通过丝杠安装座(18)安装在下安装板(15)上；伺服电机(14)通过减速器(12)减速后依次连接联轴器(11)和齿轮B(10)，伺服电机(14)作为运动控制核心，控制齿轮B(10)运动；齿轮B(10)通过皮带(9)与齿轮A(6)连接，其运动通过皮带(9)传导给齿轮A(6)，进而带动丝杠(5)上下运动；由于丝杠(5)另一端固定连接下安装板(15)，因此丝杠(5)的运动就会带动下安装板(15)及其下安装板(15)上安装的附件一起上下运动，实现酸剥浸酸高度的控制；夹板框(24)通过销轴A(19)、销轴B(25)和旋转销A(20)、旋转销B(26)安装于下安装板(15)上，夹板框(24)中间有螺钉连接，能够自由的弯折，螺钉两边的夹板框上固定有橡胶板A(22)和橡胶板B(23)，橡胶板A(22)和橡胶板B(23)上开有很多一一对称的小槽，光纤(27)两端固定在橡胶板A(22)和橡胶板B(23)上的小槽中，在通过夹板框(24)中间的螺钉和两端固定的旋转销A(20)、旋转销B(26)，通过旋转销A(20)、旋转销B(26)调整光纤(27)夹持的角度，进而控制光纤(27)浸入酸液(21)的长度；通过对酸剥高度和酸剥长度的控制，准确的进行固定尺寸的光纤(27)酸剥；容器用于盛放酸液(21)，加热装置(29)置于容器(28)底端，对酸液(21)加热，起到提高酸剥速度的作用。
5.如权利要求4所述的一种光纤涂覆层自动批量热剥装置，其特征在于：所述减速器(12)的减速比为50:1。
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